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《福建医科大学》 2002年
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特发性胸腰段脊柱侧凸畸形三维有限元模型矫形生物力学分析

吴立忠  
【摘要】: 研究目的:1、研究纵向撑压力、压缩力、横向矫形力及旋转力四种矫形力在矫正特发性脊柱侧凸畸形时的作用特点,并分析脊柱的生物力学改变情况。 2、分析三维有限元法在研究脊柱侧凸畸形矫形中的应用价值。 研究方法:选择一例特发性脊柱侧凸畸形患者行畸形节段CT扫描,以所得CT扫描图像为基础,利用SuperSap93及Superdraw99软件,建立该患者的胸腰段脊柱三维有限元模型,模型包括椎体和椎弓成分,并模拟脊柱韧带的作用。分别研究纵向撑开力、横向矫形力及旋转力、压缩力的作用,并进行各类矫形力单独作用及联合作用时的矫形效果比较,同时对三维有限元法在脊柱畸形矫形中的应用价值作相关分析。 研究结果:1、单纯脊柱凹侧撑开力作用时,各作用点应力与所施加的撑开力的大小成正比,椎弓根与椎体连接处存在应力集中现象。单纯脊柱凹侧撑开力作用时,脊柱沿其纵轴的延伸长度与所施加的撑开力大小成正比。 2、单纯脊柱凹侧撑开力作用时,腰椎的生理性前凸减小,胸椎前倾,而且单纯的脊柱凹侧撑开力作用对脊柱的椎体旋转畸形无明显矫正作用。 3、单纯于脊柱凹侧施加撑开力作用可矫正该模型中脊柱冠状面的侧凸畸形,但是若是要将畸形彻底矫正,所需要施加的纵向撑开力有可能超出椎弓根或椎板的破坏载荷而导致椎弓的骨折。 4、在本脊柱模型的矫正力作用效果比较中,相同大小的矫形作用力,横向矫形力的矫正脊柱冠状面侧凸畸形的效果要优于纵向撑开力。 5、于椎体后柱相应部位以力偶形式施加旋转力的作用可矫正脊柱的椎体旋转畸形。 6、于脊柱凸侧施加压缩力,有助于保持腰椎的矢状面曲度,但是在脊柱侧凸畸形未得到良好的矫正时,施加该力会增加脊柱凹侧各撑开力作用部位的应力水平,局部的应力集中现象会加剧。 特发性胸腰段脊柱侧凸畸形三维有限元模型矫形生物力学分析 研究结论:l、纵向矫形力可矫正脊柱侧凸畸形的冠状面畸形,但是在侧凸角度 即C吮b角为40”左右时,横向矫形力的矫形作用明显优于纵向矫形力。 2、纵向矫形力只能纠正脊柱冠状面的畸形,对脊柱椎体的旋转畸形 无明显作用,只有同时以力偶的形式施加水平方向旋转力的作用,才 可纠正脊柱的旋转畸形。 3、脊柱凸侧于侧凸冠状面畸形未完全纠正时,施加压缩力的作用可 增加脊柱凹侧撑开力作用部位的应力值,故行此项操作应慎重。 4、三维有限元法可以作为一种新的无创伤方法用于脊柱侧凸畸形矫 正的生物力学分析,这将有利于矫形方法的改进。
【学位授予单位】:福建医科大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:R682

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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